Курсовая: Бестрансформаторный усилитель мощности звуковых частот - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Бестрансформаторный усилитель мощности звуковых частот

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 225 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

22 1) Введение 2) Исходные данные для проектирования 3) Общая теория и сведения 4) Расчет выходного каскада УМЗЧ 5) Расчет предоконечного каскада УМЗЧ 6) Расчет каскада предварительного усилителя 7) Расчет цепи отрицательной обратной связи 8) Расчет разделительных конденсаторов 9) Заключение о результатах проектирования 10) Список использованной литературы 1). Введение. В данном курсовом проекте по дисциплине «Электронные цепи и приборы» производится расчет и выборка транзистор ов для усилительного устройства , а также подвергнуть данное устройство детальной проработки. В процессе выполнения курсового проекта необходимо составить принципиальную схему усилителя мощности звуковых частот (в х оде дальнейшего анализа - УМЗЧ) , причем никаких ограничений на принципы ее построен ия и сложностей нет . Единственное условие – усилитель должен быть бестрансформаторным . Используя приводимые расчетные соотношения и справочный материал , можно рассчитать несколько вариантов УМЗЧ без использования какой-либо другой литературы. Выбор варианта задания на курсовое проектирование соответствует порядковому номеру студента в журнале группы. Варианты задания на курсовое проектирование составлены в соответствии с требованиями ГОСТ. При выполнении курсового проекта необходимо исп ользовать справочную литературу , где приведены данные по основным параметрам резисторов, конденсаторов, диодов и транзисторов. Среди возможных вариантов построения бестрансформаторных усилителей мощности наибольшее распространение получили усилители с использованием в двухтактном выходном каскаде эмиттерных повторителей на комплиментарных биполярных транзисторах (транзисторы структуры p - n - p и n - p - n с одинаковыми параметрами). В различных модификациях усилителей исполь зуется дифференциальные каскады, операционные усилители . Наиболее высококачественные и мощные усилители работают от двух источников питания. 2) Исходные данные для проектирования Выходная мощность (Вт) 6 Нижняя рабочая частота (Гц) 80 Верхняя рабочая частота (кГц) 8 Нестабильность напряжения на выходе ( D %) 7 Сопротивление нагрузки (Ом) 16 Напряжение источника питания (В) 9 Внутреннее сопротивление источника сигнала ( R н , кОм) 3 3) Общая теория и сведения . Входной сигнал подается на предоконечный усилитель (УС) и затем через цепь создания начального смещения (СМ) на выходные эмиттерные повторители, работающие в режиме класса АВ. При использовании комплементарных транзисторов отпадает нужда в фазоинверсном каскаде. Параметры элементов цепи смещения обычно термозависимы, т.е. сама цепь является частью схемы термокомпенсации тока покоя выходного каскада. Далее сигнал через элемент связи (ЭС) в виде переходного конденсатора (если используется один источник питания) или непосредственно (если используются два источника питания) подается на звукопроизводящее устройство. УМЗЧ – это усилитель, в котором обычно используются непосредственные связи между каскадами и нагрузкой, а в некоторых случаях используется и емкостная связь с нагрузкой. Для обеспечения высокой стабильности работы выходного каскада и улучшения качественных показателей усилителя он весь охватывается цепью отрицательной обратной связи (ООС). По этой причине для обеспечения устойчивости усилителя число каскадов обычно не превышает двух-трех. В реальном усилителе могут включаться различные цепи коррекции. Для ознакомления с такими схемотехническими решениями необходимо проработать приведенную литературу. Промышленностью освоен выпуск УМЗЧ на мощности до 20-50 Вт в виде интегральных схем, на дискретных элементах, а также в виде смешанных конструкций. Наиболее высококачественные усилители выполняются на дискретных элементах, поскольку в таком варианте легче удается подобрать выходные транзисторы с близкими параметрами, обеспечить оптимальный режим работы каскадов и использовать транзисторы с заметно большей граничной частотой , чем транзисторы интегральных схем. Это, в свою очередь, позволяет применять и более глубокую ООС. Существует несколько стандартных схемотехнических решений УМЗЧ. На рис.2 и рис.3 приведены две простейшие схемы усилителей мощности, имеющих один источник питания. Транзистор VT 1 (рис.2) включен по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Каскад на основе VT 1 охвачен местной последовательной ООС по току за счет падения напряжения сигнала на R 4. Весь УМЗЧ, включая VT 1, охвачен общей последовательной ООС по напряжению за счет R 5, R 4 и С1. Позднее будет показано, что сопротивление R 5 много больше R 4, а сопротивление С1 пренебрежимо мало. Коэффициент усиления каскада на VT 1 незначителен, так как в каскаде действует ООС, а нагрузкой в основном является низкое входное сопротивление VT 2. Основное усиление обеспечивается за счет каскада на VT 2, включенном по схеме с ОЭ. Его нагрузкой являются R 7 и выходное сопротивление эмиттерного повторителя. За счет терморезистора R 6 обеспечивается начальное смещение для эмиттерных повторителей (ЭП) на VT 3 и VT 4, которые поочередно работают почти от полного открывания до полного закрывания. У ЭП коэффициент усиления по напряжению . Поэтому с целью наиболее полного использования напряжения питания VT 2 работает также в режиме от почти полного открывания до почти полного закрывания. Однако и при этом оконечные транзисторы VT 3 и VT 4 недоиспользуются по напряжению питания и отдаваемой мощности, что снижает коэффициент полезного действия (КПД) усилительного каскада. На рис.2 условно показаны осциллограммы для переменной составляющей сигнала в отдельных точках анализируемой схемы. При поступлении первого положительного полупериода сигнала на VT 3 и VT 4 ток VT 3 увеличивается, а ток VT 4 уменьшается. Импульсный выходной ток VT 3 (штрих-пунктир) проходит через С2 и сопротивление нагрузки . Конденсатор заряжается до напряжения Ео/2. Полярность указана на схеме. Во время второго отрицательного полупериода сигнала С2 разряжается через открытый транзистор VT 4 и нагрузку импульсом тока ~. Для наиболее полного использования напряжения источника питания в режиме покоя напряжение в точке А должно быть равным 0,5Ео. Его стабильность зависит от глубины общей ООС по постоянному току. Поэтому выход усилителя непосредственно соединяется с первым каскадом через R 5. Глубина ООС по переменному току определяется заданным коэффициентом усиления, коэффициентом нелинейных и частотных искажений, нестабильностью напряжения на выходе. Коэффициент передачи цепи ООС по переменному току задается подбором сопротивлений резисторов R 4 и R 5. В этом случае емкость конденсатора С1 должна выбираться такой, чтобы его сопротивление на нижней рабочей частоте было бы много меньше сопротивления R 4. Схема усилителя проста, но всегда имеет место спад амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в области нижних частот за счет С2 и есть некоторая асимметрия плеч выходного сигнала. Ток покоя VT 4 несколько больше тока VT 3. Через транзистор VT 4 протекает и ток покоя VT 1 (штриховая линия на рис.2). Еще один недостаток состоит в том, что расчетная величина сопротивления резистора R 7 оказывается достаточно малой, поскольку она однозначно определяется режимами работы VT 2, VT 4 по постоянному току. Напряжение в точке В равно ( ) = 0,5Ео, а ток покоя VT 2 определяется амплитудой выходного тока ЭП и током, протекающим через R 7. Амплитуды сигналов возбуждения VT 3 и VT 4 несколько отличны за счет падения напряжения сигнала на R 7. Несколько лучшими показателями отличается более сложный усилитель, схема которого представлена на рис.3. Принцип ее работы аналогичен. Остановимся лишь на отличиях. Первое отличие состоит в том, что в качестве элемента схемы термокомпенсации тока покоя вместо терморезистора R 6 (см. рис.2) используются диоды VD 1 и VD 2. Они крепятся непосредственно на радиатор одного из выходных транзисторов. При увеличении температуры диода его вольт-амперная характеристика (ВАХ) смещается влево примерно на уровень 2,2 мВ/°С (рис.4). Рис.3 Токи покоя баз транзисторов VT 4 и VT 5 в несколько десятков раз меньше тока покоя коллектора VT 3. Поэтому ток диода можно считать практически постоянным, величина которого определяется режимом работы транзистора VT 3. В случае повышения температуры радиаторов транзисторов VT 4 и VT 5 падение напряжения ни диоде уменьшается (см.рис.4). Соответственно призакрываются выходные транзисторы. По причине схожести изменения ВАХ диода и входной характеристики транзистора последнее решение оказывается более эффективным, чем использование терморезистора. Считается, что в первом каскаде используется дифференциальный каскад. Это не совсем так, хотя графическое сходство имеется. В данном случае проще полагать, что на эмиттер транзистора VT 1 так же, как и в схеме представленной на рис.2. П одается сигнал по цепи общей ООС, но через эмиттерный повторитель, собранный на VT 2. т.е. в цепь ООС включен активный элемент. Ток покоя VT 1 протекает через R 4, а не через выходной транзистор. В этом случае улучшается симметрия плеч выходного каскада. Рис.4 В различных модификациях усилителей используются дифференциальные каскады, операционные усилители и т.д. Конкретные схемные решения для таких усилителей будут рассмотрены в следующем разделе данного пособия. Наиболее высококачественные и мощные усилители работают от двух источников питания. На рис.5 приведен фрагмент схемы выходного каскада такого класса. В режиме покоя через транзисторы протекает малый ток . Поскольку точка С подсоединена к корпусу, то потенциал точки А относительно корпуса буден равен нулю. Постоянный ток через нагрузку не протекает. Таким образом нет необходимости в использовании какого-либо элемента связи между выходным каскадом и нагрузкой. Расчет УМЗЧ Принципиальная схема наиболее простого и часто применяемого бестрансформатор- ного УМЗЧ с одним источником питания приведена на рис.6 . Принцип ее работы и методика расчета описаны практически во всех учебниках. Однако следует обратить внимание на три обстоятельства. Существенный недостаток усилителя состоит в том, что ток покоя транзистора VT 2, который может измеряться десятками миллиампер, протекает через нагрузку . Это не всегда допустимо. Второе замечание связано с описанием принципа действия каскада на основе транзистора VT 2. В литературе можно встретить утверждение о том, что каскад на основе VT 2 работает с использованием "вольт добавки". Необход имо сделать некоторые пояснения . Рис.6 Выходной каскад - эмиттерный повторитель (ЭП) на комплементарных транзисторах VT 3 и VT 4 с параллельным возбуждением, работающий в режиме класса АВ. Его коэффициент усиления по напряжению близок к единице. Поэтому для обеспечения в нагрузке максимальной мощности в идеале на выходной каскад надо подавать сигнал с амплитудой 0,5Ео. Таким образом, транзистор VT 2 должен предельно использоваться по напряжению от полного открывания ( ) до полного запирания (режим отсечки), в режиме покоя потенциал его коллектора относительно корпуса равен - 0,5Ео. Реально это значение больше с учетом падения напряжения . Поэтому в цепь эмиттера нельзя включать резистор для стабилизации тока покоя. Каскад на VT 2 работает , в режиме класса А. Ток покоя VT 2 должен быть заметно больше амплитуды базового тока выходных транзисторов. Если бы резистор R 7 был подключен непосредственно к корпусу, то R 7=0,5Ео/ . Величина сопротивления R 7 оказывается достаточно малой, т.е. коэффициент усиления каскада на VT 2 также невелик. В режиме покоя конденсатор С4 заряжен до напряжения 0,5Ео. Его емкость выбирается столь большой, что за период сигнала это напряжение практически не меняется. Тогда при полном открывании VT 4 по отношению к VT 2 , VT 3 и их нагрузкам С4 и E о оказываются включенными последовательно, т.е. общее напряжение источника питания составляет порядка 1,5Ео. Таким образом удается увеличить амплитуду входного и, следовательно, выходного сигнала. При отключении нагрузки для обеспечения возможности настройки усилителя ставится резистор R 10 ( R 10 ~ 40 ). Экономичный режим работы такого выходного каскада достигается за счет правильного выбора напряжения смещения. Часто приходится ставить резистор, изображенный на рис.6 пунктиром. Более совершенная схема УМЗЧ, лишенная некоторых указанных выше недостатков, представлена на рис.7. Чувствительный элемент схемы термокомпенсации тока покоя выходного каскада выполнен в виде транзистора VT 3, который размещается непосредственно на радиаторе выходного транзистора. При увеличении температуры происходит смещение его выходных характеристик и увеличение , вследствие чего падение напряжения на VT 3 уменьшается, т.е. уменьшается смещение на выходных транзисторах. Эта схема термокомпенсации работает в несколько раз эффективнее чем при использовании одного диода (см. рис.6). С помощью переменного резистора R 8 оказывается очень удобно устанавливать ток покоя оконечного каскада. Нагрузкой транзистора VT 2 теперь уже не является резистор, а генератор стабильного тока (ГСТ) на транзисторе VT 4 с элементами термокомпенсации тока покоя в виде диодов VD 1, VD 2 и выходное сопротивление оконечного кас када. Сопротивление V Т4 для постоянного тока много меньше, чем для переменного. На рис.8 для примера приведено семейство выходных характеристик транзистора, на котором отмечена точка покоя при В, мА. Тогда внутреннее сопротивление VT 4 для постоянного тока составит . Для переменного тока , где и – достаточно малые приращения напряжения и тока. В конкретном случае . В рассмотренном примере не учтен резистор R 10. За счет него незначительно увеличивается сопротивление нагрузки VT 4 по постоянному току и существенно по переменному. За счет R 10 будет действовать местная ООС по току, существенно увеличивающая выходное сопротивление VT 4, т.е. сопротивление нагрузки VT 2. Сопротивление резисторов R 11 и R 12 составляют десятые доли Ома. Они ставятся не только для некоторого симметрирования плеч выходного каскада за счет введения местной ООС, но и несколько ограничивают ток VT 5, VT 6 при перегрузке каскада. Стабильность потенциала в точке соединения резисторов R 11 и R 12, равного 0,5Ео, увеличивается при охвате всего усилителя по постоянному току через резистор R 6 ООС по напряжению (последовательная по входу). Глубина ООС по переменному току задается резисторами R 5, R 6. Описанная схема УМЗЧ широко применяется в усилителях, работающих от одного источника питания. Можно предложить следующий примерный порядок ее расчета. 4) Расчет выходного каскада УМЗЧ По заданным мощности в нагрузке Р н и сопротивлению нагрузки R н и определяются амплитуды напряжения и тока: U mn = 2 P н R н , U mn = 2*6*16=13,856(В) I mn = U mn / R н =13,856/16=0,866(А) Сопротивление резисторов R э = R 11 + R 12 в цепи эмиттеров выбирается много меньше R н (иначе сильно падает КПД). Пусть: R э =0,05 R н , R э =0,05*16=0,8(Ом) Рассчитывается напряжение источника питания : Е 0
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Уверен, что перед тем, как вся жизнь пронесётся перед глазами, придётся сначала посмотреть 10-секундную ютьюб-рекламу.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Бестрансформаторный усилитель мощности звуковых частот", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru